化工原理课中的工程研究方法【字数:】
在化工原理课程中,研究流体流动与输送问题时,采用了几种工程研究方法,如量纲分析法、过程分解法、当量法,在这里一一列举如下。
(1)量纲分析法
量纲分析法是化工中解决工程实际问题常用的方法,在分析流体湍流流动中的能量损失时,即采用了量纲分析法。
量纲分析法是建立在实验基础上的方法。对于许多工程实际问题,涉及的变量较多,过程较复杂,一般很难从理论上进行描述,通常采用实验研究方法。量纲分析法不需要对过程机理有深入的理解,只需要尽可能地分析并正确地列出影响过程的主要变量,再通过无量纲化减少变量的数目,最后通过实验确定具体的函数关系。采用量纲分析法规划实验时,用无量纲数群代替单个变量,可大大减少实验工作量,并且实验中不需要采用真实的物料或实际的设备尺寸,只需借助模拟物料在实验室的小型设备中实验,其结果具有普遍意义,可以推广应用于实际的化工设备或其他物料。
(2)过程分解法
过程分解法也是解决工程问题的基本方法之一。工程实际问题比较复杂,影响因素也是多方面的,可将整个过程分解为若干个互相独立或互相关联较弱的子过程,分别研究各子过程自身的规律,再将各子过程联系起来对该过程进行综合分析,这就是过程分解法。在研究泵管路的工作状况时,即采用了过程分解法。对于带泵管路,实际的流量与压头是由管路特性与泵特性共同决定的,管路或泵的任一变化,都会带来整个输送系统的变化。对该过程进行分析时,是将此过程分解为管路和泵两个子系统,分别研究管路特性和泵特性,再将二者联立求解,从而确定带泵管路的实际工作状态。
(3)当量法
在计算流体流动阻力时,对非圆形管路采用了圆形管路的处理方法,应用了当量直径;对管件、阀门的局部阻力,采用直管阻力的计算方法,引入了当量长度,这些都是当量法的具体体现。该法是工程上借助已有的理论对复杂问题做近似处理的一种方法,并不十分准确,但在工程中不追求结果的精度而仅注重简捷和实用时,该法还是可取的。必须指出,用简单过程替代复杂过程时,只能是在某个或某些方面等效,不可能在所有方面等效。例如,用当量直径将非圆形管路折合圆形管路计算流动阻力时,二者仅在阻力方面等效,而在流通面积方面并不等效,即此时流通面积不能用当量直径计算,必须用实际面积。
工程技术系化工教研组:张杨
原文链接:http://www.jxszl.com/lwqt/yzlw/356814.html
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